ITMI20100226A1 - COOLING DEVICE FOR COMPUTERS AND THE LIKE. - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
DISPOSITIVO DI RAFFREDDAMENTO PER COMPUTER E SIMILI COOLING DEVICE FOR COMPUTERS AND SIMILAR
La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di raffreddamento per computer e simili del tipo descritto nel preambolo della prima rivendicazione. The present invention relates to a cooling device for computers and the like of the type described in the preamble of the first claim.
5 Sono attualmente note diverse tipologie di sistemi di raffreddamento per computer, atti a raffreddare in particolare i microprocessori e altri dispositivi. 5 Various types of computer cooling systems are currently known, suitable for cooling in particular microprocessors and other devices.
Come noto, infatti, i computer comprendono diversi elementi che necessitano di raffreddamento, quali ad esempio un processore generico, detto CPU, un processore video, detto GPU, un trasformatore, i dischi rigidi e altri elementi ancora parti ͳͲ delle varie schede che lo compongono e disposti all’interno di un contenitore detto case. As is known, in fact, computers include various elements that require cooling, such as for example a generic processor, said CPU, a video processor, said GPU, a transformer, hard disks and other elements that are still parts ͳͲ of the various cards that compose it. and arranged inside a container called case.
Generalmente, sono note due tipologie di sistemi di raffreddamento: ad aria e a liquido. Generally, two types of cooling systems are known: air and liquid.
I sistemi di raffreddamento ad aria comprendono una struttura dissipante in metalͳ5 lo, a contatto ad esempio con un processore, e una ventola atta a raffreddare la struttura dissipante. Essi sono inclusi all’interno del case. Air cooling systems comprise a dissipating metal structure, in contact for example with a processor, and a fan designed to cool the dissipating structure. They are included inside the case.
I sistemi di raffreddamento a liquido comprendono invece un apparato di circolazione di un liquido dissipante, atto a trasportare il liquido stesso in corrispondenza di dispositivi di raffreddamento posti a contatto con i processori del computer, e un ʹͲ radiatore, atto a raffreddare il liquido e opportunamente dotato di ventole. Liquid cooling systems, on the other hand, comprise a circulation apparatus for a dissipating liquid, suitable for transporting the liquid itself in correspondence with cooling devices placed in contact with the computer processors, and a radiator, suitable for cooling the liquid and suitably equipped with fans.
I detti sistemi di raffreddamento hanno l’inconveniente di essere rumorosi e poco efficienti. Infatti, sono necessarie ventole ad elevata velocità per dissipare il calore. Si è cercato di ovviare il detto inconveniente tramite la realizzazione di case dotati di pareti esterne insonorizzate. Tuttavia le pareti che isolano il rumore, isolano ge-ʹ5 neralmente anche la temperatura e comportano quindi un dannoso innalzamento di temperatura interno del case. These cooling systems have the drawback of being noisy and inefficient. In fact, high-speed fans are required to dissipate the heat. An attempt has been made to obviate this drawback by building houses equipped with soundproofed external walls. However, the walls that isolate the noise generally also insulate the temperature and therefore lead to a harmful increase in the internal temperature of the case.
Inoltre, i case sono frequentemente dotati di ventole poste in corrispondenza di feritoie presenti sulle pareti esterne dal case. Tali ventole sono atte a trasportare l’aria calda all’esterno del case e la loro rumorosità non può conseguentemente 5 essere schermata. Furthermore, the houses are frequently equipped with fans placed in correspondence of the slits present on the external walls of the case. These fans are designed to transport hot air to the outside of the case and their noise cannot consequently be 5 shielded.
I detti inconvenienti sono stati parzialmente ovviati per mezzo di sistemi di raffreddamento a liquido, comprendenti radiatori di dimensioni relativamente elevate posti all’esterno del case. Tuttavia tali sistemi di raffreddamento sono ingombranti, costosi e complessi da installare e da utilizzare. Gli stessi radiatori necessitano inͳͲ fatti di un case molto complesso e costoso o di strutture esterne che complicano il computer. The said drawbacks have been partially obviated by means of liquid cooling systems, including relatively large radiators located outside the case. However, such cooling systems are cumbersome, expensive and complex to install and use. The radiators themselves need in fact a very complex and expensive case or external structures that complicate the computer.
In questa situazione, il compito tecnico alla base della presente invenzione è realizzare un dispositivo di raffreddamento per computer e simili in grado di ovviare agli inconvenienti citati. In this situation, the technical task underlying the present invention is to provide a cooling device for computers and the like capable of overcoming the aforementioned drawbacks.
ͳ5 Nell’ambito di detto compito tecnico un importante scopo della presente invenzione è ottenere un dispositivo di raffreddamento per computer e simili silenzioso e semplice. ͳ5 Within the scope of said technical task, an important object of the present invention is to obtain a quiet and simple cooling device for computers and the like.
Il compito tecnico e gli scopi prefissati sono raggiunti da un dispositivo di raffreddamento per computer e simili come descritto nel preambolo della rivendicazione ʹͲ 1. Esecuzioni preferite sono evidenziate nelle sottorivendicazioni. The technical task and the intended aims are achieved by a cooling device for computers and the like as described in the preamble of claim 1. Preferred embodiments are highlighted in the sub-claims.
Le caratteristiche e i vantaggi dell’invenzione sono di seguito chiariti dalla descrizione dettagliata di una esecuzione preferita dell’invenzione, con riferimento agli uniti disegni, nei quali: The features and advantages of the invention are clarified below by the detailed description of a preferred embodiment of the invention, with reference to the accompanying drawings, in which:
la Fig. 1 mostra una vista assonometrica di un primo esempio di realizza-ʹ5 zione del dispositivo secondo l’invenzione; Fig. 1 shows an axonometric view of a first example of realization of the device according to the invention;
la Fig.2 illustra un particolare del dispositivo secondo l’invenzione; Fig.2 illustrates a detail of the device according to the invention;
la Fig.3 evidenzia una sezione normale di una porzione del dispositivo; Fig.3 shows a normal section of a portion of the device;
la Fig.4 presenta un secondo esempio di un computer includente il dispositivo; la Fig.5 è un terzo esempio di un computer includente il dispositivo; e Fig.4 presents a second example of a computer including the device; Fig.5 is a third example of a computer including the device; And
5 la Fig.6 riporta un quarto esempio di un computer includente il dispositivo. Con riferimento alle figure citate, il dispositivo di raffreddamento secondo l’invenzione è globalmente indicato con il numero 1. 5 Fig.6 shows a fourth example of a computer including the device. With reference to the aforementioned figures, the cooling device according to the invention is globally indicated with the number 1.
Esso è atto a essere disposto all’interno di computer 20 e simili, in particolare in corrispondenza di dispositivi elettronici, schede elettroniche e simili. It is adapted to be arranged inside computers 20 and the like, in particular in correspondence with electronic devices, electronic boards and the like.
ͳͲ Il computer 20 comprende, infatti, una scheda principale 21 che a sua volta include almeno un elemento da raffreddare 22. In fact, the computer 20 comprises a main board 21 which in turn includes at least one element to be cooled 22.
La scheda principale 21 è costituita generalmente dalla scheda madre che sostiene un elemento da raffreddare 22 costituito dal processore principale o CPU 23 del computer 20. The main board 21 is generally constituted by the motherboard which supports an element to be cooled 22 constituted by the main processor or CPU 23 of the computer 20.
ͳ5 Altri elementi da raffreddare sono ad esempio il processore grafico o GPU 24 sostenuto a una scheda video 25 e il trasformatore o alimentatore 26. ͳ5 Other elements to be cooled are for example the graphics processor or GPU 24 supported by a video card 25 and the transformer or power supply 26.
Il computer 20 può poi comprendere ulteriori elementi che possono essere raffreddati o meno, quali: uno o più lettori 27, ad esempio per CD, schede e simili, un disco rigido 28 e altro ancora. The computer 20 can then comprise further elements which can be cooled or not, such as: one or more readers 27, for example for CDs, cards and the like, a hard disk 28 and more.
ʹͲ Il computer 20 comprende inoltre un case 15 atto a contenere i vari elementi descritti, in particolare almeno il dispositivo di raffreddamento 1, la scheda principale 21 e l’elemento da raffreddare 22. ʹͲ The computer 20 also comprises a case 15 suitable for containing the various elements described, in particular at least the cooling device 1, the main board 21 and the element to be cooled 22.
Il dispositivo di raffreddamento 1è opportunamente di tipo a liquido e comprende, per sommi capi: almeno un’unità di raffreddamento 3, disponibile in corrisponden-ʹ5 za degli elementi da raffreddare 22, un radiatore 4, atto a raffreddare un liquido preferibilmente costituito da un liquido e un sistema di circolazione 2 atto a consentire la circolazione del liquido tra il radiatore 4 e le unità di raffreddamento 3. Più nei dettagli il radiatore 4 è di per sé noto ed anche simili ai radiatori per autoveicoli e motoveicoli. Esso comprende preferibilmente una pluralità di tubi 4a me-5 tallici, preferibilmente in alluminio o rame,saldati ad alette atte 4b ad aumentare la superficie dissipante degli stessi tubi e anch’esse realizzate in metallo, preferibilmente in allumino o rame. Una sezione normale di una porzione del radiatore 4 è ad esempio illustrata in Fig.3. The cooling device 1 is suitably of the liquid type and comprises, briefly: at least a cooling unit 3, available in correspondence with the elements to be cooled 22, a radiator 4, suitable for cooling a liquid preferably consisting of a liquid and a circulation system 2 adapted to allow the circulation of the liquid between the radiator 4 and the cooling units 3. More in detail, the radiator 4 is known per se and also similar to radiators for motor vehicles and motor vehicles. It preferably comprises a plurality of metal pipes 4a-5, preferably of aluminum or copper, welded to fins 4b to increase the dissipating surface of the same pipes and also made of metal, preferably of aluminum or copper. A normal section of a portion of the radiator 4 is illustrated for example in Fig.3.
Esso ha inoltre una forma preferibilmente sostanzialmente a parallelepipedo sviͳͲ luppantesi lungo un piano di sviluppo 4c. It also has a preferably substantially parallelepiped shape developing along a development plane 4c.
Il radiatore 4 è inoltre vantaggiosamente atto a supportare la scheda principale 21. In particolare, lo stesso radiatore comprende delle sedi 5, opportunamente fori filettati, atti ad alloggiare mezzi di connessione rilasciabili 6 della scheda principale 21. Le sedi 5 sono quindi preferibilmente ricavate sulle alette del radiatore, come illuͳ5 strato in Fig. 3, o vincolate tramite apposite strutture direttamente ai detti tubi od altro ancora. The radiator 4 is also advantageously adapted to support the main board 21. In particular, the same radiator comprises seats 5, suitably threaded holes, suitable for housing releasable connection means 6 of the main board 21. The seats 5 are therefore preferably obtained on the fins of the radiator, as illustrated in Fig. 3, or constrained by means of suitable structures directly to said pipes or the like.
Inoltre i mezzi di connessione rilasciabili 6 possono comprendere esclusivamente viti e simili 6a, direttamente vincolate alla scheda principale 21, oppure anche un adattatore di supporto 6b, atto ad essere vincolato su punti prefissati al radiatore 4 ʹͲ e a comprendere sedi disposte appositamente a seconda della disposizione di fori e agganci della scheda principale 21. Furthermore, the releasable connection means 6 can exclusively comprise screws and the like 6a, directly connected to the main board 21, or also a support adapter 6b, able to be fastened on predetermined points to the radiator 4 ʹͲ and to comprise seats specially arranged according to the arrangement of holes and hooks of the main board 21.
La scheda principale 21 è quindi vincolata preferibilmente a diretto contatto del radiatore 4 oppure, in alternativa, può comprendere degli elementi distanziali atti a costituire un’intercapedine tra la scheda principale 21 e il radiatore 4, all’interno ʹ5 della quale l’aria può fluire. The main board 21 is therefore preferably constrained in direct contact with the radiator 4 or, alternatively, it can comprise spacer elements capable of forming an interspace between the main board 21 and the radiator 4, inside which the air can to flow.
Anche l’alimentatore 26, i lettori 27 e i dischi rigidi 28 sono opportunamente atti ad essere vincolati al radiatore 4 tramite ulteriori mezzi di collegamento rilasciabili. In particolare, i dischi rigidi 28 possono essere direttamente vincolati al radiatore 4 in posizione tale che una propria faccia di sviluppo prevalente sia a contatto del 5 radiatore 4, che può quindi raffreddare direttamente il disco rigido 28. Also the power supply 26, the readers 27 and the hard disks 28 are suitably adapted to be linked to the radiator 4 by means of further releasable connection means. In particular, the hard disks 28 can be directly constrained to the radiator 4 in such a position that one of its own prevailing development faces is in contact with the radiator 5 4, which can therefore directly cool the hard disk 28.
Il radiatore 4 comprende inoltre, opportunamente, un foro di entrata 7a ed un foro d’uscita 7b, atti ad essere connessi al sistema di circolazione 2. The radiator 4 also conveniently includes an inlet hole 7a and an outlet hole 7b, suitable for being connected to the circulation system 2.
Il sistema di circolazione 2è di per sé noto e utilizzato ad esempio nei sistemi di raffreddamento a liquido per computer, di tipo noto. The circulation system 2 is known per se and used for example in liquid cooling systems for computers of known type.
ͳͲ Esso comprende una pluralità di canali flessibili 8, atti ad essere connessi in andata ed in ritorno ai fori d’entrata e di uscita 7a e 7b del radiatore 4 e a mettere in comunicazione di passaggio fluido il radiatore 4 e le unità di raffreddamento 3. Essi sono preferibilmente in materiale polimerico ed hanno un diametro interno preferibilmente compreso tra 5 mm e 2 cm. ͳͲ It comprises a plurality of flexible channels 8, adapted to be connected in flow and return to the inlet and outlet holes 7a and 7b of the radiator 4 and to put the radiator 4 and the cooling units 3 in fluid passage communication. They are preferably made of polymeric material and have an internal diameter preferably between 5 mm and 2 cm.
ͳ5 Esso comprende inoltre una pompa 9, preferibilmente vincolata al radiatore 4, e inclusa nello stesso, in corrispondenza dei fori 7a e 7b ed atta a consentire il circolo dei fluidi nel radiatore e nei canali flessibili 8. ͳ5 It also comprises a pump 9, preferably connected to the radiator 4, and included therein, in correspondence with the holes 7a and 7b and adapted to allow the circulation of fluids in the radiator and in the flexible channels 8.
I canali flessibili 8 sono inoltre connettibili alle unità di raffreddamento 3. Queste ultime sono di tipo noto e sono utilizzate ad esempio nei sistemi di raffreddamento ʹͲ a liquido per computer, di tipo noto. Esse comprendono condotti di ingresso ed uscita ed una superficie metallica atta ad essere vincolata a contatto degli elementi da raffreddare 22. The flexible channels 8 can also be connected to the cooling units 3. The latter are of known type and are used for example in liquid cooling systems ʹͲ for computers, of known type. They comprise inlet and outlet conduits and a metal surface capable of being constrained in contact with the elements to be cooled 22.
Il dispositivo 1 può poi comprendere un serbatoio del liquido di raffreddamente, ad esempio strutturalmente incluso nel radiatore, mezzi di visualizzazione della tem-ʹ5 peratura degli elementi da raffreddare, mezzi di visualizzazione dell’attività del flusso ed altri elementi ancora. The device 1 can then comprise a coolant liquid reservoir, for example structurally included in the radiator, means for displaying the temperature of the elements to be cooled, means for displaying the activity of the flow and other elements.
Il dispositivo 1 è inoltre parte integrante di un case 15 per computer, in particolare per computer desktop o server, ma anche per laptop o simile. The device 1 is also an integral part of a computer case 15, in particular for desktop computers or servers, but also for laptops or the like.
Infatti, lo stesso dispositivo 1 costituisce un case 15 per il fatto che è atto a soste-5 nere la scheda principale 21. In fact, the device 1 itself constitutes a case 15 by virtue of the fact that it is adapted to support 5 the main board 21.
Lo stesso case 15 comprende inoltre pareti esterne 16, atte a consentire il passaggio dell’aria in corrispondenza del radiatore 4, come illustrato nelle figg.3 e 4. The same case 15 also includes external walls 16, designed to allow the passage of air in correspondence with the radiator 4, as shown in Figs. 3 and 4.
Innanzitutto, il radiatore 4 costituisce preferibilmente una parete esterna 16 di detto case 15 (Fig. 4) che è quindi atta a consentire il passaggio dell’aria in corriͳͲ spondenza del radiatore 4. First of all, the radiator 4 preferably constitutes an external wall 16 of said case 15 (Fig. 4) which is therefore adapted to allow the passage of air in correspondence with the radiator 4.
Inoltre, o in alternativa, altre pareti esterne 16 parallele al piano di sviluppo 4c del radiatore 4 sono di tipo traforato e atto a consentire il passaggio dell’aria in corrispondenza del radiatore 4. Esse comprendono quindi una pluralità di fori lungo la maggior parte della loro estensione, oppure sono costituite da reti molto fitte o alͳ5 tro ancora. Furthermore, or alternatively, other external walls 16 parallel to the development plane 4c of the radiator 4 are of the perforated type and able to allow the passage of air in correspondence with the radiator 4. They therefore comprise a plurality of holes along most of the their extension, or they are made up of very dense networks or others.
La facce frontali, sulla quale si affacciano i lettori 27, e superiore, sono invece preferibilmente di tipo tradizionale. The front faces, overlooked by the readers 27, and above, are instead preferably of the traditional type.
In particolare possono configurarsi le seguenti tipologie di case 15. In particular, the following types of houses can be configured 15.
In un primo esempio, illustrato in Fig. 1, il case 15 è costituito unicamente dal ra-ʹͲ diatore 4, che realizza un supporto per i vari elementi del computer 15, che possono essere fissati ad entrambe i lati del radiatore 4. In a first example, illustrated in Fig. 1, the case 15 consists solely of the radiator 4, which forms a support for the various elements of the computer 15, which can be fixed to both sides of the radiator 4.
In un secondo esempio, illustrato in Fig. 4, il case 15 comprende una parete esterna 16 costituita dal radiatore 4, e le rimanenti pareti esterne 16 tutte di tipo tradizionale. In tale esempio, il radiatore 4 è quindi l’unica parete esterna 16 che atta ʹ5 a consentire il passaggio dell’aria in corrispondenza dello stesso radiatore 4. In a second example, illustrated in Fig. 4, the case 15 comprises an external wall 16 constituted by the radiator 4, and the remaining external walls 16, all of the traditional type. In this example, the radiator 4 is therefore the only external wall 16 that is suitable ʹ5 to allow the passage of air in correspondence with the same radiator 4.
In un terzo esempio, illustrato in Fig. 5, il case 15 comprende una parete esterna 16 costituita dal radiatore 4, una parete esterna 16 parallela al radiatore 4 traforata e le rimanenti pareti esterne 16 che possono essere traforate o di tipo tradizionale. In un quarto esempio, illustrato in Fig. 6, il radiatore 4 non costituisce una parete 5 del case 15, le due pareti esterne 16 parallele al radiatore 4 sono traforate e le rimanenti pareti esterne 16 che possono essere traforate o di tipo tradizionale. In a third example, illustrated in Fig. 5, the case 15 comprises an external wall 16 constituted by the radiator 4, an external wall 16 parallel to the radiator 4 perforated and the remaining external walls 16 which can be perforated or of the traditional type. In a fourth example, illustrated in Fig. 6, the radiator 4 does not constitute a wall 5 of the case 15, the two external walls 16 parallel to the radiator 4 are perforated and the remaining external walls 16 which can be perforated or of the traditional type.
Il dispositivo di raffreddamento 1, per computer 20 e simili, sopra descritto strutturalmente, è qui di seguito illustrato nel funzionamento. The cooling device 1, for computers 20 and the like, structurally described above, is illustrated below in operation.
I vari componenti del computer sono disposti in corrispondenza del case 15. ͳͲ In particolare, la scheda principale 21 è fissata al radiatore 4, così come, preferibilmente, l’alimentatore 26, il disco rigido 28 e eventuali lettori 27. The various components of the computer are arranged at the case 15. ͳͲ In particular, the main board 21 is fixed to the radiator 4, as well as, preferably, the power supply 26, the hard disk 28 and any readers 27.
Alla scheda principale 21, costituita dalla scheda madre, possono poi essere fissate la scheda video 25 e le varie CPU 23 e GPU 24. The video card 25 and the various CPUs 23 and GPUs 24 can then be attached to the main board 21, consisting of the motherboard.
Agli elementi da raffreddare 22, in particolare la CPU 23 e la GPU 24, sono fissate ͳ5 le unità di raffreddamento 3. Ͳ5 cooling units 3 are attached to the elements to be cooled 22, in particular the CPU 23 and the GPU 24.
I canali flessibili 8 sono quindi fissati al foro di entrata 7a, alla pompa 9, alle unità di raffreddamento 3 e ed un foro d’uscita 7b. Quando la pompa 9 è attivata il liquido raffredda gli elementi 22 ed è a sua volta raffreddato dal normale flusso d’aria nel radiatore 4, consentito dalle particolari pareti 16. The flexible channels 8 are then fixed to the inlet hole 7a, to the pump 9, to the cooling units 3 and and to an outlet hole 7b. When the pump 9 is activated, the liquid cools the elements 22 and is in turn cooled by the normal flow of air in the radiator 4, allowed by the particular walls 16.
ʹͲ Inoltre, anche lo stesso radiatore 4 consente il passaggio dell’aria attraverso lo stesso, visto che le alette e tubi lasciano degli interstizi per il passaggio dell’aria. L’aria fluisce quindi liberamente all’interno del case 15 e consente un raffreddamento naturale di tutti i componenti non raggiunti dal liquido. ʹͲ In addition, even the same radiator 4 allows the passage of air through it, since the fins and tubes leave gaps for the passage of air. The air then flows freely inside the case 15 and allows natural cooling of all components not reached by the liquid.
L’invenzione consegue importanti vantaggi. The invention achieves important advantages.
ʹ5 Infatti, il radiatore 4 non intralcia il funzionamento e la manutenzione del computer, visto che è fissato alla scheda principale 21, che rimane sempre comunque fissa. Inoltre, grazie al fatto che le pareti esterne 16 sono atte a consentire il passaggio dell’aria in corrispondenza del radiatore 4, non sono necessarie ventole esterne rumorose. È infatti necessaria solo una pompa 9 il cui rumore può essere mascherato. ʹ5 In fact, the radiator 4 does not hinder the operation and maintenance of the computer, since it is fixed to the main board 21, which always remains fixed in any case. Furthermore, thanks to the fact that the external walls 16 are designed to allow the passage of air in correspondence with the radiator 4, no noisy external fans are required. In fact, only a pump 9 is needed, the noise of which can be masked.
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